книги из ГПНТБ / Терехин, Н. И. Расчет параметров объемной гидравлической передачи машин инженерного вооружения учебное пособие

—диапазону регулирования;

—коэффициенту плавности регулирования;

—экономичности работы гидропередачи на регулировочных характеристиках.

Диапазон регулирования определяется как отношение макси­ мальной выходной скорости гидропередачи к минимальной выход­ ной скорости

D = ^тах

^min

( П О )

^тах

^min

Следует помнить о том, что максимальная скорость гидропере­ дачи достигается при максимальном расходе и ограничивается конструктивными особенностями гидродвигателя, гидравлическими и кавитационными потерями. Минимальная скорость гидропере­ дачи представляет наименьшую скорость равномерного устойчи­ вого движения. Неравномерность движения при малых скоростях объясняется неравномерностью сил трения вследствие пульсации подачи и развиваемого гидродвигателем крутящего момента (уси­ лия). Теоретически минимальная скорость может быть сколь угодно малой. В гидродвигателях, рекомендуемых для применения в машинах инженерного вооружения, скорость вращения может до­ стигать значений 40—50 об/мин. а для высокомоментных от 0,2 до

1,0 об/мин.

Значение диапазона регулирования для гидропередач с регули­ руемым насосом определяется из выражения

Для гидропередач с регулируемым гидродвигателем
D = - r у -----■.	(112)
^ мгшп
При совместном регулировании обеими машинами
D = и И . и м . •	(ИЗ)
НШ1П Мщ 1П

Минимальное значение параметра регулирования для гидропе­ редач с регулируемым насосом рекомендуется выбирать по фор­ муле

	у	М
и »	^max irimax
		( 114)

kMQH

50

Для гидравлических передач, у которых утечки незначительно превышают объем утечек в .насосе и ими можно пренебречь, диа­ пазон регулирования может быть определен как отношение мак­ симальной производительности насоса к минимальной

Q h

(115)

QHm

Диапазон регулирования дроссельных гидропередач определя­ ется но формулам объемного регулирования. Значение минималь­ ной скорости гидропередачи в этом случае определяется минималь­ ным расходом дросселя, который, в свою очередь, зависит от кон­ струкции дросселя. При (?др = С?дРтах и Я = Я тах получим

CL Р	А Q
^ тах 1 max
UдРт т	( И 6 )
ФлРтах	^дРшах

Коэффициентом плавности регулирования гидропередачи опреде­ ляется плавность перехода от одной ступени регулирования к дру­ гой

* пл =	—	или	/<пл = - ^ - ,	(117)
	nt		v t
где п1 и v t — скорость	на ступени		/,
л,+ 1 и v .+1— скорость	на ступени		/ + 1 .

Поскольку гидравлические передачи практически обладают бес­ ступенчатым регулированием, то коэффициент плавности практи­ чески равен единице.

Экономичность регулирования зависит от способа регулирова­ ния и в общем случае характеризуется коэффициентом полезного действия гидравлической передачи при ее работе на регулиро­ вочных характеристиках.

§ И. ТРУБОПРОВОДЫ И ИХ РАСЧЕТ

Трубопроводы являются основным элементом гидравлических передач, по которым энергия рабочей жидкости от насоса пере­ дается к гидродвигателям или силовым цилиндрам. Одним из основных требований, предъявляемых к трубопроводам, является требование обеспечения герметичности за весь срок службы гидро­ передачи. Для машин инженерного вооружения это требование особенно важно потому, что потеря герметичности вследствие трудности обнаружения течи вызывает нарушение работы гидро-

4*

51

передачи, приводит к значительным простоям и в конечном счете приводит к снижению производительности работ.

В зависимости от -взаимного положения гидравлических агрега­ тов трубопроводы могут быть выполнены:

1)жесткими с неподвижными соединениями элементов;

2)жесткими с упругими компенсаторами и неподвижными сое­ динениями его элементов;

3)жесткими с подвижными соединениями элементов;

4)гибкими из рукавов с неподвижными соединениями эле­ ментов.

Первый тип трубопроводов получил наибольшее применение в тех случаях, когда в процессе работы взаимное расположение агре- I атов неизменно. При взаимных перемещениях гидравлических, агрегатов в пространстве в пределах упругих деформаций трубо­ проводов, выполненных в виде цилиндрических пружин, приме­ няется второй тип трубопроводов. Третий тип трубопроводов при­ меняют чаще всего при ограниченных взаимных перемещениях гид­ роагрегатов, а также с целью компенсации возможных неточностей в процессе изготовления и сборки между присоединительными от­ верстиями гидроагрегатов.

При значительных перемещениях гидроагрегатов применяются гибкие рукава. В зависимости от назначения и расхода рабочей жидкости рекомендуется применять трубы бесшовные холодно­ тянутые по ГОСТ 8734—58 из конструкционной стали марки 20, а также трубы стальные прецезионные по ГОСТ 9567—60 и трубы; бесшовные из нержавеющей стали по ГОСТ 9941—62. Данные по этим трубам приведены в таблицах № 11, 12 приложения.

Применение медных труб в гидропередачах машин инженерного; вооружения нежелательно, так как медь оказывает каталитическое действие на крупные молекулы углеводородов минеральных рабо­ чих жидкостей, что способствует быстрому старению этих жид­ костей.

Для получения необходимой конфигурации трубопроводов ши­ роко применяется гибка труб. При гибке труба вытягивается по внешней и сжимается по внутренней дуге изгиба; при этом не должно быть сплющивания, недопустимого утонынения стенки тру­ бы по внешнему радиусу и морщин стенок по внутреннему радиусу. Наиболее широко распространенным способом гибки является на­ матывание трубы 1 (рис. 21,а), конец которой закреплен в зажи­ ме 2, на профилированный ролик 3 с кольцевой канавкой на по­

верхности, сечение которой соответствует наружному диаметру изгибаемой трубы. Как правило, гибка труб выполняется с запол­ нителем. В качестве заполнителя используется канифоль, дробь или эластичные металлические оправки, конструкция одной из ко­ торых приведена на рис. 21Д Оправка состоит из троса 1, по кон­ цам которого.закреплены концевые втулки 2 и 3. Между втулками

52

размещается корпус оправки 4, пружина 5, плунжер 6, сфериче­ ские шайбы 7 с дистанционными кольцами 8. Сферическую шайбу

и оправки изготовляют из стали 20 с цементованной и закаленной поверхностью до Hrc =58—62. Диаметр оправки выбирается па

0,1 мм меньше минимального внутреннего диаметра изгибаемой трубы, а диаметр сферических шайб на 0,1 мм меньше диаметра

оправки. В процессе изгиба труб упругая часть оправки изгибает­ ся вместе с трубой по дуге требуемого радиуса, а сферические шай-

Р и с. 21. Схема гибки трубопроводов и применяемая при этом в качестве заполнителя эластичная оправка

•бы при этом ограничивают возможность сплющивания труб. Ве­ личина допускаемого сплющивания труб не должна превышать 7— 10%. В целях уменьшения концентрации напряжений и сниже­ ния усталостной прочности рекомендуется при изгибе выдерживать минимальные значения радиусов кривизны, указанные в табл. 4.

							Т а б л и ц а		4
			Рекомендуемые минимальные радиусы кривизны труб
			Минимальный радиус			Наружный	Минимальный радиус
	Наружный		при изгибе труб, мм				при изгибе труб,		мм
						диаметр,
	диаметр,	мм	с заполни-	|	без запол­		с заполни­
						мм		без запол­
			телем	|	нителя		телем	нителя
	6		20		30	18	55	70
	8		25		35	22	65	90
	10		30		40	28	85	110
	12		35		45	32	100	130

53

В машинах инженер-ного вооружения кроме металлических трубопроводов применяются рукава высокого давления с металли­ ческой оплеткой. Рукав состоит (рис. 22) из внутреннего слоя ре­ зины 1, слоя текстильной оплетки 2, второго слоя резины 3, двух

или трех (в зависимости от диаметра внутреннего отверстия) ме­ таллических оплеток 4, 5, 6, слоев резины между ними и снаружи*

Рис. 22. Гибкие рукава высокого давле­ ния с металлической оплеткой

второй текстильной оплетки 7 и наружного слоя резины 8. Раз­

меры рукавов, рекомендуемых для гидравлических передач машин инженерного вооружения, приведены в приложении 1. Минималь­ но допустимые радиусы изгиба рукавов должны соответствовать данным, приведенным в табл. 5.

				Т а б л и ц а	5
	Минимально допустимые радиусы изгиба рукавов высокого давления
	Внутренний	Наружный	Минимальный	Допустимое изменение наруж­
	диаметр ру­	диаметр	радиус изгиба,
				ного диаметра при изгибе,	%'
	кава, мм	рукава, мм	мм
				!
	8	21	100
	12	25	150
	16	29	200	10
	20	38	300
	25	49	400

Для обеспечения надежной работы гидропередач с гибкими: рукавами необходимо выполнять следующие основные требования:

54

в месте заделки рукав должен свободно висеть и не подвер­ гаться изгибу под действием силы тяжести;

при монтаже не допускается окручивание рукавов, для чего перед монтажом по всей длине трубопровода рекомендуется нано­ сить продольную полосу.

Правильные				и	непра­
вильные		способы			монта­		ф	—	с8Ф
жа приведены на рис.						23.
	Соединения
трубопроводов
Металлические					трубо­
проводы		присоединяются
к гидроагрегатам при по-
мощи	штуцерных				соеди­
нений.	Наибольшее					рас­
пространение				получиле
соединение трубопроводов
развальцовкой				и на		ша­
рообразных				ниппелях.
Развальцовка			применяет­
ся для давлений не более
100 кГ/см2, а второй спо­
соб для		давлений				до
400 кГ/см2. Варианты ша­
рового	соединения				трубо­
проводов		показаны				на
рис. 24,а. Существенным
недостатком			такого			со­
единения		трубопроводов					Р и с.	23.	Способы монтажа гибких рука­
является		необходимость
периодического				подтяги­					вов высокого давления
вания	стяжных				гаек в

процессе работы, а также перемещения в осевом направлении для монтажа присоединяемой

трубы на величину X захода шарового ниппеля в штуцер. Кроме

указанных способов применяют присоединение трубопроводов к гидроагрегатам с помощью конической дюймовой резьбы с углом профиля 60° по ГОСТ 6111—52 (рис. 24,6, в). Существенным не­ достатком такого соединения является неопределенность его поло­ жения, а также изменение этого положения в процессе эксплуата­ ции из-за необходимости подтягивания конической резьбы для гер­ метичности соединения.

Большое распространение получили способы соединения трубо­ проводов с применением уплотнительных колец круглого сечения, выполненных из маслостойкой резины. Варианты конструкции та­ ких соединений приведены на рис. 25. Указанные соединения могут быть неподвижными и подвижными, причем подвижность может

55

СЛ

о

Рис. 24. Шаровое неподвижное соединение трубопроводов: а — для прямого трубо­ провода; б — тройниковое разборное соединение; в — ответвление от трубопровода; г — присоединение к гидроагрегату, д —угловое соединение

Рис. 25. Соединение трубопроводов с применением уплотнительных колец из маслостойкой резины: а, б, в, г, д и е — неподвижные соединения; ж, з—подвижные соединения; (з— с одной степенью свободы; ж — с двумя степенями свободы)

сл

быть с одной степенью свободы — только вращение или с двумя степенями свободы — вращение в сочетании с осевым перемете-,

нием.	-
Э тот	тип соединений относительно прост технологически, наде­
жен при высоких давлениях,		не требует периодической подтяжки
и прост в монтаже.		рукавам высокого давления	особое
Применительно к гибким
значение	приобретает качество заделки арматуры в них.		Извест-

Р и с. 26. Подготовка гибкого	рукава к заделке и его неразбор­
ная	заделка

ные способы заделки арматуры в рукава высокого давления можно разделить на две группы: неразборные, у которых металлические детали в процессе заделки деформируются, что исключает воз­ можность их многократного использования, и разборные, у кото­ рых металлические детали в процессе работы не деформируются и могут быть вследствие этого многократно использованы.

При неразборной заделке рукав предварительно разделывают так, как показано на рис. 26. Торец рукава аккуратно обрезают перпендикулярно продольной оси. Затем, отступая от торца на 10 мм, на расстоянии / удаляют наружный слой резины до первой

58 ч

металлической оплетки. Ширину канавки в зависимости от внут­ реннего диаметра рукава рекомендуется принимать по данным табл. 6.

После подготовки конца рукава производится сборка деталей заделки. В подготовленную канавку на металлическую оплетку на­ кладывают кольцевую прокладку из полосы листового алюминия марки АМцА-М по ГОСТ 1946—50, надевают муфту и во внутрен­ нее отверстие рукава вставляют ниппель с гайкой, который ввин­ чивают в резьбу в отверстии муфты. На этом предварительная сборка заделки заканчивается. После этого в специальном многоручьевом штампе производится обжим муфты, которая, деформи­ руясь, сжимает алюминиевую прокладку и металлические оплетки рукава, принимая требуемую форму. Основные размеры неразъем­ ной заделки по обозначениям приведены в табл. 7.

								Т а б л и ц а		6
	Рекомендуемая ширина канавки при неразъемной заделке рукава
Внутренний диаметр рукава, мм .					8	12		16	20
Ширина канавки 7, м м .....................					15	15		15	22
								Т а б л и ц а		7
	Основные размеры		неразъемной заделки			рукавов	высокого давления
								/2+0,4	Вес 1	шт.
d	D	di	d2-0,b flfg 0,5		L	l ± 1 /i-Ы			без рукава,.
							i		кг
8	21	1М20ХГ5	18,5	23,5	78	39	40	8	0,187
12	25	2М24ХП5	22,0	27,5	78	39	40	8	0,251
16	29	2М30ХС5	26,0	31,0	86	39-	40	8	0,327
20	38	3M36XC5	31,0	40,0	100	50 .	50	15	0,408

После обжатия обязательно должны контролироваться диамет­ ры d2 и ds заделки, значения которых характеризуют правильность

обжатия муфтой металлических оплеток рукава.

В последние годы наряду с неразборными соединениями начали широко применяться разборные заделки. Пример такой заделки по­ казан на рис. 27. При подготовке к разборной заделке по заданной длине обрезается рукав так, чтобы торец обреза был перпендику­ лярен к продольной оси рукава. Со стороны торца на длине 39 мм

снимается наружный слой резины до первой металлической оплет­ ки и делается переходная фаска под углом 30°. Затем подготов­

59